計算思維在初中信息技術課堂中的培養策略研討
——以閩教版教材為例

文/王志洪

引 言

改革和創新是當前信息技術學科教師面臨的必然選擇。在課堂教學中，教師應以《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）為導向，依據初中生在信息技術方面的真實需求，合理選擇教學內容，讓學生在開放、自由的環境中學習知識、提升能力。

一、在初中信息技術課堂中培養學生計算思維的價值探析

在初中信息技術的課堂教學中，教師以培養學生的計算思維作為主要目標，具有較強的顯性和隱性價值。

從顯性的角度來看，教師在課堂上致力于引導學生形成計算思維，有意識地為學生設置任務，讓學生搜集和整合數據信息，并以趣味化和動態化的教學資源引領學生參與課堂活動。借助這種方式，課堂教學的質量和實際效率明顯提升，學生也能在高效的課堂模式中積累知識，使得自身的知識視野愈漸開闊[1]。

從隱性的角度來說，學生形成計算思維后，其邏輯思維和解決問題的能力明顯提升。例如，在“走進程序世界”的學習中，隨著學生計算思維的形成和發展，他們對程序代碼的運算符號、數據類型及其邏輯結構有了全面了解，他們的邏輯思維能力自然也會不斷提高。此外，學生也能利用計算機程序和代碼等方面的知識，解決真實存在的問題。

二、在初中信息技術課堂中培養學生計算思維的策略

（一）引入生活元素，啟發學生的計算思維

初中信息技術學科的知識以抽象性和復雜性等為主要特征，而計算思維涵蓋數據抽象、建模、邏輯分析推理等多種能力和素養，這兩方面融合起來，為學生的學習和探究帶來了挑戰。基于此種情況，為了啟發學生的計算思維，教師可以選取生活實例，從現實生活的角度，引領學生利用邏輯推理、計算法則等解決實際問題[2]。例如，在“數據圖表的創建與設置”的課程教學中，為了讓學生體會信息技術知識與現實生活的關聯度，驅使學生樹立建模思想、形成計算思維，教師可以引導學生對生活中的數據進行分析和統計，利用圖表可視化地呈現數據，合理做出正確的判斷和決策。根據這一教學需求，教師可以設計生活化探索活動的教學課程。

環節一：明確要求，鏈接生活。教師首先結合本課的實際教學內容，以學生為主，將某地區的氣溫和降水量情況作為出發點。然后，教師向學生說明參與教學活動的要求。每個學生先收集某城市一周的最高氣溫、最低氣溫和降水量的數據，根據氣溫和降水量數據創建設計圖表。在此基礎上，教師要引導學生進行計算和分析，正確描述應用圖表的思路、方法和類型，延伸圖表美化相應的知識點，培養學生的計算思維。

環節二：實踐操作，深度分析。在學生明確要求后，教師指導學生進行實踐探索活動，開啟氣溫與降水量數據轉換為圖表的過程，選定幾位同學完成圖表創建的任務。教師與學生共同記錄設計過程，最終評價分析是否準確選擇圖表類型。隨后，教師要求全體學生結合本課的基礎知識和技能，針對收集的氣溫和降水量數據繪制圖表。

從圖1中可以看出，該學生能清楚柱形圖、條形圖、折線圖、餅圖等常見圖表類型的應用范圍，正確選擇合適的圖表，突破圖表類型選取的瓶頸，掌握圖表的創建方法。在制作過程中，該學生先打開某城市的氣溫數據表，選擇“時間—最低溫度—最高溫度”數據區域，接著選擇插入折線圖和樣式，最后將枯燥的天氣氣溫數據生動呈現在圖表上，直觀且形象地表現數據。考慮到大家的不同審美眼光，教師可以要求該學生進一步美化圖表，通過對圖表元素、顏色填充和線條類型等進行藝術性的編輯修飾，提高可視性。最后，全班學生分組自主完成教學任務，發現問題，解決問題，并充分挖掘功能，提高計算思維和動手能力。

圖1 某學生制作的氣溫圖

借助此種方式，教師將現實生活中的元素引入信息技術課堂，讓學生在觀察和分析數據的過程中學習和利用基礎知識。在這個過程中，學生既能深化對理論知識的印象，也能在實踐操作和運算的過程中形成模型意識和推理意識，達成培養學生計算思維的目標。

（二）構建問題主線，激活學生的計算思維

問題教學法是拓展課堂教學深度、激活學生計算思維的有效方式。在信息技術課堂上，教師可以建構問題主線，將思辨性的問題作為教學素材，讓學生在思考和論證的過程中產生計算思維，并探索出解決問題的實際辦法，由此歸納和總結出一般的概念和結論。在此基礎上，學生的計算思維不斷加強，能在問題主線的引領下拓展思維的深度。以“順序結構”的教學為例，教師可以在課堂上展現問題主線，具體如圖2所示。

圖2

在問題主線的引領下，學生按照程序代碼展開操作和實驗，以小組為單位，運行程序代碼，分別輸出a和b 的值，并得出以下四組答案：

各小組根據教師給出的三組程序，在電腦上運行，并在運行的過程中得出了不同的結果。在這一過程中，教師適時地引入“順序結構”的概念，即“程序由上而下，按照從左到右的順序逐個語句執行的，被稱之為順序程序結構”。在這一過程中，學生不僅掌握了基礎性的概念，還能通過運行程序的方式，建立計算體系，其計算思維、推理能力和抽象思維等明顯加強。

（三）設置驅動任務，培養學生的計算思維

在初中信息技術教學中培養學生的計算思維，教師可以設置驅動性的教學任務，以驅動性任務單作為載體，讓學生在明確自身學習方向的基礎上，將課內的基礎知識應用到課外，利用現代化的技術手段和技能，建立計算模型。由此，學生不但形成了計算思維，而且其實踐能力和知識運用能力會大大提高，這對于信息技術教學的發展產生了推動作用。

例如，在“補間動畫”的教學中，教師將培養學生的計算思維作為課堂教學的主要目標，據此設置驅動性的教學任務、開展項目化教學活動。結合初中生的學習能力和計算思維能力，教師可以開展“補間動畫制作——風車動作”的主題項目活動，精心設計項目任務單，如表1所示。

表1 “補間動畫制作——風車動作”項目任務單

在完成項目化任務單設計工作后，教師將其發送給學生，引導學生進行分析和解讀，明確后續學習活動應達成的目標。在此基礎上，學生從“確定項目”這一流程起步，共同商議學習活動的具體方式。第一，確定項目。教師依據初中生的學習水平，確立“風車動作”動畫制作任務，引導學生對任務進行全面分析和深入研讀。第二，規劃項目。教師和學生以發展計算思維為主要目標，共同規劃項目應引入的內容和使用的學習工具，以此保證項目環節過渡自然、項目內容豐富多樣。第三，實施項目。教師引導學生在計算機的圖畫本上，利用建模手段，繪制出風車模型，隨后讓學生使用Flash 軟件，在風車的框架上添加圖案。在此基礎上，教師傳授給學生設定補間動畫程序命令的方法。學生在教師的指導下完成任務，制作出具有轉動功能的風車動畫。第四，成果展示。教師在班級內組織成果展示活動，讓學生以個人或者小組為單位，展開風車動作動畫，引導學生敘述自己的創作思路，對表現優異的學生予以肯定。第五，總結反思。師生共同抒發自己的感悟，并以思維導圖或者流程圖等形象化的方式，記錄和展現自己的學習成果，在腦海中再現計算思路。由此，學生能夠明確自身存在的問題。同時，教師也能了解自己在教學中出現的不足。

（四）搭建資源平臺，強化學生的計算思維

計算思維的培養不是一蹴而就的，而是要依托于長期的教育工程。換言之，教師應為學生提供長久發展和進步的平臺，讓學生在資源平臺中獲得自我學習和發展的機會，為他們提供豐富的信息技術學習素材。鑒于上述訴求，教師可以利用校園網建設信息技術學科的專項教學平臺，在平臺中上傳課堂教學實錄視頻、線上闖關測試等一系列內容，引導學生在回顧知識、完成闖關游戲的過程中，強化自身的計算思維。例如，根據“我是平面設計師”的單元教學素材，教師可以在平臺上傳形式多樣的平面設計素材，按照其形態、色彩等方面的差異，在平臺上進行歸類，引導學生在平臺上回顧課內知識、延伸學習范圍。同時，教師也可以在平臺上開設“我是小小平面設計師”的闖關板塊，鼓勵學生將創作的作品上傳到平臺，供師生共同查閱和評價，在多元互動和交流的基礎上，促使他們增進自身的實操技能、強化計算思維。

（五）實施多維評價，深化學生的計算思維

評價具有啟人心智的作用和價值。在新課程改革背景下培養學生的計算思維，教師可以以實施多維度的評價模式，秉持層次化、彈性化和個性化的理念，對學生進行多元評價，將計算思維作為重要的評定標準。具體來說，多維評價在形式上可以分為過程性評價和結果性評價兩種。在課堂教學過程中，教師可以課堂觀察記錄表為載體，記錄學生的真實表現，對學生的學習情況和思維能力等進行標注；而在結果性評價方面，則由教師、學生和小組共同完成評價任務，最大限度地保證評價的公正性和合理性，以此達到深化學生計算思維的目的。此外，在內容上，教師也要改變傳統模式下單一性和固化性的特征，同時兼顧學生的知識基礎、計算思維、學習態度等多項能力和素養，以此增強評價的多元性和綜合性，最終體現教學評價的價值和作用。

結 語

綜上所述，在實施課堂教學計劃時，教師既要研讀《課程標準》，也要明確學生的真實需求，將計算思維融入信息技術課堂的各個環節，并為學生的自主探究和深入學習預留空間，讓學生在資源的輔助和支持下，鍛煉計算思維能力。久而久之，學生便能運用信息技術知識解決現實問題，并形成穩固的思維框架。